石油分子表征与分子层次模型构建:前沿及挑战

石油资源的绿色、高效及高值化利用需要从分子层次认识石油分子的组成及转化规律,并构建分子层次的精细化过程模型,由此诞生了分子管理技术路线.石油分子组成及转化过程的高度复杂性使得石油分子管理技术开发面临巨大的挑战.本文阐述了石油分子管理的沿革及内涵,总结了石油分子组成表征及石油加工分子模型的进展及所面临的挑战,并对未来的发展方向进行了展望.     

石油组分高分辨质谱分析进展与展望

石油是一种复杂体系,研究石油分子组成是分析化学领域的经典难题.近年来,傅里叶变换离子回旋共振质谱技术(Fourier transform ion cyclotron resonance mass spectrometry,FT-ICR MS)的发展,为从分子水平认识石油组成提供了机会,引起了石油化学界的高度关注,并被期待能在石油、石化领域的相关研究中实现重大突破.本文从质谱分辨率和电离技术方面介绍了石油样品的分析需求,总结了近几年基于FT-ICR MS技术对石油分子组成的研究进展,分析了其在应用中存在的关键技术问题及下一步研究方向,并对FT-ICR MS的发展前景给予展望.     

石油饱和烃分子组成分析方法综述

高效利用石油资源和生产高质量石油产品要求从分子水平认识石油化学组成,而饱和烃作为石油中最主要的一类组分,其分子组成分析是石油化学研究的重要课题.总结了石油饱和烃的分子组成分析方法并简要介绍其应用,主要包括基于气相色谱技术的单体烃分析方法和基于质谱技术的分子/族组成分析方法.针对石油饱和烃的质谱电离技术,总结了各方法的技术优势及存在的问题,对相关技术和方法的发展前景给予展望.     

分子炼油为导向的催化裂化加工重质油策略

随着我国炼油工业的升级转型,必须突破对石油馏分传统的粗放认知,从分子层次认识和加工原料,从而使每一个石油分子的价值最大化.因此,根据分子组成、结构单元和性质深入认识重质油的催化反应特性,按照重质油分子"易转化"与"难转化"结构单元在催化裂化及加氢改质过程中的反应行为,以及两种差异性分子结构化学键选择性转化与催化剂构效之间的关系,本文阐述了以分子炼油为导向的重质油催化裂化加工策略.首先,提出了加氢工艺协同催化裂化实现烃分子芳环结构的"选形"改质,采用分区转化配合专用催化剂实现环烷环及烷基链结构的"择形"裂化,以及依据原料分子结构、目的产物、以及工艺操作域使用专用裂化催化剂的必要性.以分子炼油为导向,可以推进炼油工艺发展由高转化率向高选择性的转变,为实现重质油高效转化为清洁油品和化工原料提供新的技术路径.     

金属茂化合物中茂环骨架被"撕裂":环戊二烯阴离子配体不仅仅是"旁观者"

在2分子腈的存在下,二茂钛杂环戊二烯中的一个茂环被"撕裂"成两个部分,一个3碳部分和一个2碳部分.这个3碳部分与2分子腈生成了吡啶衍生物,其中1分子腈的碳氮叁键被切断,而这个2碳部分与二茂钛杂环戊二烯中的环戊二烯部分生成了取代苯.简要介绍了上述反应的研究内容和其他有关反应.     

生物正交剪切反应及其应用

生物正交反应在化学生物学的研究中发挥着越来越重要的作用.传统的生物正交反应以新化学键生成的连接反应为主,其在实现生物分子的“标记”、“示踪”和“捕捉”等研究中发挥着重要作用.近年来,一类新兴的反应类型--以化学键断裂为基础的生物正交剪切反应逐渐发展起来,并在分子的“释放”、“激活”和“操控”等方面得到了越来越广泛的应用.本文首先重点介绍了生物正交剪切反应,总结了这些反应的特点、适用范围和已经实现的用途.随后通过具体的例子介绍了这些反应在化学生物学中的应用,包括小分子前药的激活、蛋白质功能的调控、细胞的工程化等.最后文章对生物正交剪切反应的发展趋势进行了展望.     

基于编码微粒的多元与高通量生物分子检测技术研究进展

由于基因组和蛋白质组学的快速发展,生物医学检测、药物发现以及环境监测领域对于大量生物分子的检测提出了多元与高通量的技术需求.而生物分子结合反应是生物分子检测的一个重要基础,微粒技术在编码与识别生物分子结合反应以实现多元生物分子检测方面具有独到的优势,并且可以与高通量样品处理技术相整合,从而满足这一需求.本文主要介绍了多元与高通量生物分子检测技术的发展过程以及最新的微粒编码技术研究进展,同时对该技术的发展方向与面临的问题进行阐述.     

原位衰减全反射表面增强红外光谱实验技术

介绍了原位研究电极,溶液界面反应的技术--衰减全反射表面增强红外光谱实验技术(ATR-SEIRAS)的产生背景和工作原理,重点描述了ATR-SEIRAS实验技术的关键:光谱电化学池的构造和薄膜电极的制备.与IRAS相比,ATR-SEIRAS技术可以更容易消除溶剂的背景吸收,获得较高的表面灵敏度,而且允许物质在电极表面自由扩散.与循环伏安相结合,利用ATR-SEIRAS技术可以实时监测电极,溶液界面问的反应.选择了利用ATR-SEIRAS实验技术原位研究功能表面的构造和性质、分子识别和反应中间体的形成等方面的应用实例,分析了ATR-SEIRAS实验技术的研究方向.     

大气颗粒物中棕色碳的化学组成、来源和生成机制

大气颗粒物中棕色碳(BrC)在近紫外波段具有强吸光性,并因其显著的气候效应被广泛关注。BrC组成、来源、演变和光学性质的不确定性是造成气候模型估算气溶胶辐射强迫不确定性的重要因素。本文综述了大气颗粒物中BrC的化学组成、来源和生成机制,聚焦分子水平上BrC组成、二次生成机制和吸光间的关联。大气颗粒物中BrC的主要类别包括有机溶剂(甲醇)提取的碳质组分、水溶性有机碳及类腐殖质; 分子水平上,硝基芳香烃和含氮杂环有机物是BrC的主要发色团。BrC的来源包括生物质等不完全燃烧一次排放和挥发性有机物氧化二次生成; 二次生成途径主要包括人为源芳香烃氧化生成硝基芳香烃等含氮组分、羰基化合物与铵/胺反应生成含氮杂环组分或低聚物。前体物和反应条件影响二次生成BrC的组成和吸光性质; BrC在大气传输过程中还会发生“光漂白”现象。在分子水平上识别和阐明BrC的发色团、二次生成机制及其演变过程是未来该领域的重点研究方向。     

有机质谱学法研究气相S_N2离子－分子反应进展

总结了近年来应用质谱方法研究气相SN2离子－分子反应的进展，主要包括气 相SN2离子－分子反应的机理，动力学和热力学的各种因素。与凝固相中反应对比 ，阐明了影响反应机理、方向与程度的决定性因素，及溶剂化效应对凝聚相中反应 的影响方式。还介绍了一些气相中特有的SN2离子－分子反应和研究气相反应特殊 的质谱学研究方法与技术。